基于FBG傳感器的CFRP機(jī)翼油箱拐角殘余應(yīng)力研究.pdf

1、機(jī)翼油箱拐角殘余應(yīng)力影響機(jī)翼的安全而復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力測(cè)試是一個(gè)工業(yè)難題。本文采用FBG傳感器監(jiān)測(cè)CFRP拐角結(jié)構(gòu)固化過(guò)程的殘余應(yīng)力，遵循減少殘余應(yīng)力的原則優(yōu)化了拐角結(jié)構(gòu)的成型工藝。
　　首先測(cè)定了碳纖維預(yù)浸料的彎曲性能和樹(shù)脂含量，然后標(biāo)定FBG傳感器的軸向應(yīng)力系數(shù)、溫度靈敏度系數(shù)，并測(cè)試其溫度穩(wěn)定性。結(jié)果表明：同批次FBG傳感器的軸向應(yīng)力和溫度加載與中心波長(zhǎng)值之間存在明顯的線性關(guān)系且其軸向應(yīng)力系數(shù)和溫度靈敏度系數(shù)均接近，分別

2、為1.383×10-5pm/Pa和10.173pm/℃；同批次FBG傳感器高溫的溫度穩(wěn)定性優(yōu)于低溫的溫度穩(wěn)定性，傳感器無(wú)論處于高溫還是低溫，均能表現(xiàn)出較高的溫度穩(wěn)定性。
　　其次，本文從不同位置、鋪層角度、鋪層厚度、鋪層層數(shù)以及不同內(nèi)外角和模具六個(gè)方面研究了CFRP機(jī)翼油箱拐角的殘余應(yīng)力，設(shè)計(jì)了不同的鋪層結(jié)構(gòu)并且在測(cè)試位置埋置了監(jiān)測(cè)光柵和溫度補(bǔ)償光柵，將整個(gè)固化成型過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)應(yīng)力和溫度監(jiān)測(cè)，24h后檢測(cè)層合板內(nèi)部殘余應(yīng)力。然后選

3、出殷鋼模具制作的層合板進(jìn)行回爐測(cè)試，研究回爐對(duì)殘余應(yīng)力大小的影響。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出結(jié)論：①同一層合板中拐角處的殘余應(yīng)力值比平板處的數(shù)值小2.1MPa；②層合板越厚，拐角處殘余應(yīng)力趨向于拉應(yīng)力，平板處的收縮應(yīng)力更大；③層合板中鋪層角度越大，拐角處殘余應(yīng)力越大；④當(dāng)層合板較厚時(shí)底層受到模具的束縛，表現(xiàn)的收縮應(yīng)力要較大于表層，相差40.89MPa；⑤當(dāng)用不同內(nèi)外角的模具制作層合板時(shí)拐角半徑越小則曲率越小，拐角處收縮應(yīng)力越大；⑥